2013高考化学 4.2 富集在海水中的元素-氯知识研习课件 新人教版

一 氯元素在周期表中的位置和氯气的物理性质1 周期表中的位置氯元素位于第 周期 族 原子结构示意图为 在与其他物质反应时 显示典型的 性或 性 在自然界中以 形式存在 2 物理性质通常氯气为 色有 气味 密度比空气 的气体 有毒 易 25 时 1体积水可溶解 体积氯气 其水溶液俗称 为 色 A 三 非金属 氧化 化合态 黄绿 刺激性 液化 氯水 浅黄 大 2 二 氯气的化学性质1 与金属反应钠 铜 铁在氯气中燃烧的化学方程式为 2 与非金属反应氢气在氯气中燃烧的化学方程式为 3 与H2O反应 1 氯气与水的反应化学方程式为 离子方程式为 Cl2既是氧化剂又是还原剂 想一想1 1 Cl2溶于水属于什么变化 物理变化还是化学变化 2 液氯和氯水是相同的吗 提示 1 Cl2溶于水既有物理变化 又有化学变化 2 液氯是纯净物 氯水是混合物 它们不一样 Cl2 H2O HCl HClO Cl2 H2O H Cl HClO 2 次氯酸的性质 弱酸性 是一元弱酸 属弱电解质 酸性 于碳酸 强氧化性 HClO能氧化许多物质 杀菌漂白性 能使 等有色物质褪色 其原理主要是利用其 性 小 棕 紫色石蕊试液 有色花瓣 氧化 4 与强碱的反应 1 漂白液的制取原理 实验室中可用此反应 2 漂白粉的制取原理 其中有效成分为 3 漂白粉漂白原理 此反应可说明酸性 HClO H2CO3 漂白粉必须 保存 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 2Cl2 2Ca OH 2 Ca ClO 2 CaCl2 2H2O Ca ClO 2 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 密封 吸收氯气 想一想2 漂白粉长时间放置后会失效 原因是什么 5 与某些还原性物质和有机物反应 1 氯气与KI溶液 2 氯气与FeCl2溶液 3 向氯气中通SO2 4 Cl2与CH4光照 只写第一步 5 向氯水中通C2H4 Cl2 2KI 2KCl I2 2FeCl2 Cl2 2FeCl3 Cl2 SO2 2H2O 2HCl H2SO4 CH4 Cl2 CH3Cl HCl C2H4 Cl2 C2H4Cl2 三 成盐元素 卤素1 卤素位于元素周期表中第 族 包括氟 F 氯 Cl 溴 Br 碘 I 砹 At 它们的单质都是 分子 除At外 化学式分别为F2 Cl2 Br2 I2 2 结构与性质卤素原子最外层都有 个电子 都是典型的非金属元素 其单质具有相似的化学性质 1 卤素单质和H2的反应 A 双原子 7 2 卤素单质和H2O的反应 2F2 2H2O 4HF O2 X为Cl Br I 3 卤素间的置换反应 氧化性 可以发生反应 4 卤素单质的特性 溴是常温下唯一易挥发的 态非金属单质 淀粉遇碘变 常用于鉴别I2或淀粉的存在 碘易升华 常利用该性质来分离提纯碘 X2 H2O HX HXO F At 单质的氧化性逐渐减弱 Cl2 2NaBr 2NaCl Br2 液 蓝 考点一氯水的成分和性质1 反应原理及成分 即时巩固解析为教师用书独有 2 新制氯水与久置氯水的区别 3 氯水的性质氯水的多种成分决定了它具有多重性质 Cl2的强氧化性 HCl的强酸性 HClO的强氧化性 弱酸性 Cl 的性质 在不同的反应中 氯水起作用的成分不同 现列表如下 灵犀一点 氯水中含有多种微粒 具有多元性 氯水体现哪种性质必须视具体情况而定 液氯和氯水不同 液氯中只有Cl2 且液氯可用钢瓶盛装 案例1 2012 江苏南师附中模拟 将氯水分别滴入下列各选项所述的溶液中 由实验现象得出的结论完全正确的是 解析 Fe2 被Cl2氧化成Fe3 Cl2具有氧化性 A项结论错误 Cl2是单质 不能提供H B项结论错误 Cl2和H2O反应生成HClO HClO具有漂白性 C项结论错误 Cl2氧化I 生成使淀粉变蓝的I2 D项结论正确 答案 D 思维深化 检验Cl 的存在情况时 应在加AgNO3溶液之前先加稀HNO3 而在检验SO42 时 可在加BaCl2溶液之前 先加盐酸使溶液酸化 同时排除杂质离子的干扰 即时巩固1 某学习小组设计以下4个实验探究氯水的成分 请根据下表回答问题 1 指出实验 和实验 中的 实验现象 2 实验 中 实验方法 的具体操作过程是 3 有同学认为实验 的 实验现象 产生的原因是氯水加入到NaOH溶液中发生了中和反应 你是否同意这个观点 填 同意 或 不同意 请设计简单实验证明你的观点 解析 本题是一例实验探究题 探究氯水的成分 1 由 的结论知氯水中含有HClO 由于HClO具有漂白性 看到的现象应该是酚酞的红色褪去 将氯水滴加到Na2CO3溶液中 由于氯水中含有HCl 必然与Na2CO3发生反应Na2CO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O 故有气泡冒出 2 由 的实验现象和结论知试纸变蓝色 氯水中含有Cl2 因此 发生的反应应该是2KI Cl2 2KCl I2 I2遇淀粉变蓝色 但这里要求回答的是具体操作过程 应回答出实验操作的要点 包括KI 淀粉试纸的取用 氯水的蘸取 将氯水滴在试纸上等 3 考查学生的创新思维 因为HClO有强氧化性 会使有色物质氧化褪色 要证实这一观点 只需要向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液呈碱性 溶液不再显色 说明红色消失是HClO的漂白作用引起的 答案 1 溶液褪色有气泡冒出 2 取一片KI 淀粉试纸 置于表面皿或玻璃片上 用洁净的玻璃棒蘸取氯水 滴在试纸上 3 不同意向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液呈碱性 溶液不再显红色 证明红色消失是HClO的漂白作用引起的 考点二氯气的制法1 实验室制法 制取Cl2的装置如下 1 反应原理 注意 制取时要注意反应条件是 浓盐酸 和 加热 一旦盐酸成为稀盐酸 反应将不再进行 若无MnO2 可以用KMnO4 K2Cr2O7 KClO3等氧化剂代替 如2KMnO4 16HCl 2MnCl2 2KCl 5Cl2 8H2O 3 收集方法 向上排空气法或排饱和食盐水法 4 验满方法 用湿润的淀粉KI试纸或湿润的蓝色石蕊试纸 5 净化方法 用饱和食盐水或水洗除去HCl 再用浓H2SO4除去水蒸气 6 吸收装置 多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染 须用强碱溶液 如NaOH溶液 吸收 2 工业制法电解饱和食盐水 反应的化学方程式为 灵犀一点 实验室制备纯净干燥的Cl2时 干燥装置一般放到净化装置后面 收集Cl2不能采用排水法 实验结束时 先撤导气管 后撤酒精灯 防止倒吸 案例2 下图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置 1 要将C装置接入B和D之间 正确的接法是a d 2 实验开始先点燃A处的酒精灯 打开旋塞K 让Cl2充满整个装置 再点燃D处的酒精灯 Cl2通过C装置后进入D D装置内盛有炭粉 发生氧化还原反应 生成CO2和HCl g 发生反应的化学方程式为 为了使C装置发挥更好的作用 可向烧杯中加入浓硫酸 加入浓硫酸的作用是 3 D处反应完毕后 关闭旋塞K 移去两个酒精灯 由于余热的作用 A处仍有少量Cl2产生 此时B中的现象是 B的作用是 4 用量筒量取20mLE中溶液 倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中 然后再注入10mLCCl4 盖好玻璃塞 如下图 振荡 静置于铁架台上 等分层后取上层液和下层液 呈黄绿色的是 填 上层液 或 下层液 再装入如下图所示的烧杯中 能使有色布条褪色的是 填 上层液 或 下层液 5 在A B C D E装置中有一处需要改进 说明需要改进的理由 并在方框中画出改进后的装置图 2 C中提供水蒸气 烧杯中加入浓硫酸 浓硫酸溶于水放热 有利于水蒸气生成 3 K关闭 此时B相当于量气装置 生成的气体将B中水压入长颈漏斗中 4 此步操作是卤素单质的萃取 Cl2易溶于CCl4 而使CCl4层呈黄绿色 Cl2无漂白性 上层液主要是Cl2和水反应生成的HCl和HClO HClO具有漂白性 可以使有色布条褪色 5 D中反应生成的HCl气体极易溶于水 易发生倒吸 故E中细导管应改为倒立漏斗 答案 1 cb 3 瓶中液面下降 长颈漏斗内液面上升贮存少量Cl2 避免Cl2对环境造成污染 4 下层液上层液 5 D中反应生成的HCl气体极易溶于水 易发生倒吸 改进后的装置如图所示 即时巩固2 已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2 若用如图所示的实验装置来制备纯净 干燥的氯气 并试验它与金属的反应 每个虚线框表示一个单元装置 其中有错误的是 A 只有 和 处B 只有 处C 只有 和 处D 处 解析 KMnO4和浓盐酸在常温下就可以反应生成Cl2 正确 这里不需要酒精灯加热 反应产生的Cl2可能混有HCl 需要进行净化 但不能使用NaOH 因为Cl2也能和NaOH反应 应该使用饱和食盐水 错误 净化后的Cl2可以用浓H2SO4干燥 但气体应用长导管直接通入浓H2SO4中 错误 干燥的氯气和金属反应的容器只有气体进入的导管 一段时间后压强升高 可能会使橡皮塞弹开 错误 综上所述 应该选择D 答案 D 考点三卤素单质性质1 氯 溴 碘单质化学性质比较 1 与碱溶液反应 如与NaOH溶液反应的方程式为 2NaOH X2 NaX NaXO H2O X Cl Br I 2 氧化性 氯 溴 碘单质的氧化性强弱是 Cl2 Br2 I2 Cl2能从Br I 的溶液中置换出Br2 I2 其离子方程式 Cl2 2Br 2Cl Br2 Cl2 2I 2Cl I2 同理 Br2能置换I2 其离子方程式 Br2 2I I2 2Br 与一些还原性离子反应 如与SO32 Fe2 反应的离子方程式为 Br2 SO32 H2O 2Br 2H SO42 Br2 2Fe2 2Br 2Fe3 2 使溴水褪色的几种情形 1 被H2S SO2 Na2SO3 HI等还原剂还原而褪色 2 与NaOH等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色 Br2 2NaOH NaBrO NaBr H2O 3 与较活泼金属 如Mg Br2 MgBr2 反应而褪色 4 与AgNO3溶液反应而褪色 Br2 H2O HBr HBrO HBr AgNO3 AgBr HNO3 5 受热挥发或光照而褪色 6 与含有 或 C C 的不饱和有机物发生加成反应而褪色 7 被有机物溶剂萃取后溴水层颜色近无色 灵犀一点 NO2和溴蒸气都是红棕色气体 外观上非常相似 可使用H2O CCl4 AgNO3溶液等试剂鉴别 案例3 2010 北京高考 为验证卤素单质氧化性的相对强弱 某小组用如图所示装置进行实验 夹持仪器已略去 气密性已检验 实验过程 打开弹簧夹 打开活塞a 滴加浓盐酸 当B和C中的溶液都变为黄色时 夹紧弹簧夹 当B中溶液由黄色变为棕色时 关闭活塞 1 A中产生的黄绿色气体 其电子式是 2 验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 3 B中溶液发生反应的离子方程式是 4 为验证溴的氧化性强于碘 过程 的操作和现象是 5 过程 实验的目的是 6 氯 溴 碘单质的氧化性逐渐减弱的原因 同主族元素从上到下 得电子能力逐渐减弱 2 圆底烧瓶上部的淀粉KI试纸是为了验证氯气的氧化性强于碘 Cl2 2I 2Cl I2 实验现象是 淀粉KI试纸变蓝 3 B中是NaBr溶液 Cl2氧化Br 离子反应是 Cl2 2Br 2Cl Br2 4 球形漏斗C中是NaBr溶液 被氯气氧化生成单质溴 将其放下和下面的KI溶液发生反应 便可验证 即打开活塞b 将少量C中溶液滴入D中 关闭活塞b 取下D振荡 静置后CCl4层溶液变为紫红色 5 过程 实验 的目的是确认C的黄色溶液中无Cl2 否则Cl2也能氧化KI溶液 对实验造成干扰 6 氯 溴 碘单质的氧化性逐渐减弱的原因 从结构上进行分析就是同主族元素从上到下原子半径逐渐增大 得电子能力逐渐减弱 2 淀粉KI试纸变蓝 3 Cl2 2Br 2Cl Br2 4 打开活塞b 将少量C中溶液滴入D中 关闭活塞b 取下D振荡 静置后CCl4层溶液变为紫红色 5 确认C的黄色溶液中无Cl2 排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 6 原子半径逐渐增大 规律技巧 卤素单质的氧化性及特性是高考考查的热点问题 要掌握基本知识 然后加以综合应用 即时巩固3 已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气 现按图进行卤素的性质实验 玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球 反应一段时间后 对图中指定部位颜色描述正确的是 解析 本题考查化学反应事实 情境新颖 简洁清晰 属于创新实验设计 该实验运用氧化还原反应及卤素单质的物理特性 考查卤素间的置换反应 由 处产生的Cl2通过 时发生Cl2 2NaBr 2NaCl Br2 通过 时发生Cl2 2KI 2KCl I2 通过 时发生Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 因Cl2为黄绿色 Br2为橙色 I2使淀粉变蓝 Cl2遇碱产生无色NaCl NaClO 但棉球仍呈白色 故应选A 答案 A 考点四卤素离子的检验1 AgNO3溶液 沉淀法2 置换 萃取法 3 置换 淀粉法检验I 案例4 鉴别NaCl NaBr NaI可以选用的试剂是 碘水 淀粉溶液 氯水 CCl4 溴水 苯 硝酸 AgNO3溶液 氯水 苯 氯水 乙醇A B C D 解析 答